HackerBox 0034: SubGHz: 15 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:23

Осы айда HackerBox хакерлері 1 ГГц -тен төмен жиіліктегі бағдарламалық қамтамасыздандырылған радио (SDR) мен радио байланысын зерттейді. Бұл Нұсқаулықта HackerBox #0034 -ті бастау туралы ақпарат бар, оны жеткізу мерзімі аяқталған кезде осы жерден сатып алуға болады. Сонымен қатар, егер сіз ай сайын пошта жәшігіңізден осындай HackerBox алғыңыз келсе, HackerBoxes.com сайтына жазылып, революцияға қосылыңыз!

HackerBox 0034 үшін тақырыптар мен оқу мақсаттары:

• SDR радиоқабылдағыштарының конфигурациясы мен қолданылуы
• Ұялы SDR операциялары
• CCStick Sub-GHz трансиверін жинау
• CCStick бағдарламасын Arduino ProMicros көмегімен бағдарламалау
• FM аудио таратқыштары мен қабылдағыштарын құрастыру

HackerBoxes - бұл DIY электроникасы мен компьютерлік технологиялар үшін ай сайынғы жазылым қорапшасы. Біз әуесқоймыз, жасаушылар мен эксперименттерміз. Біз армандардың армандарымыз. Планетаны бұзыңыз!

1 -қадам: HackerBox 0034: қораптың мазмұны

• USB бағдарламалық қамтамасыз етумен анықталған радио (SDR) қабылдағышы
• SDR қабылдағышы үшін MCX антеннасы
• CCStick басылған екі схемасы
• Антеннасы бар екі CC1101 трансивері
• Екі Arduino ProMicros 3.3V 8MHz
• FM аудио таратқыштар жинағы
• FM аудио қабылдағыштар жинағы
• MicroUSB кабелі
• «Герц» эксклюзивті радио осцилляторы

Пайдалы болатын басқа да нәрселер:

• Пісіру үтігі, дәнекерлеу және негізгі дәнекерлеу құралдары
• Бағдарламалық құралдарды іске қосуға арналған компьютер

Ең бастысы, сізге приключение сезімі, DIY рухы және хакерлік қызығушылық қажет болады. Hardcore DIY электроникасы қарапайым жұмыс емес және HackerBoxes суарылмайды. Мақсат - жетілу емес, прогресс. Егер сіз шытырман оқиғадан ләззат алсаңыз, жаңа технологияны үйренуден және кейбір жобаларды іске қосудан үлкен қанағат алуға болады. Біз әр қадамды баяу, егжей -тегжейлі ойлауды ұсынамыз және көмек сұраудан қорықпаңыз.

HackerBoxes Жиі қойылатын сұрақтарға қатысушылардың қазіргі және болашақ мүшелері үшін көптеген ақпарат бар.

2-қадам: Sub-GHz радиосына қош келдіңіз

Музыка: KAOS радиосы

Sub-GHz технологиясы-бұл ұзақ уақытты және қуатты аз тұтынуды қажет ететін сымсыз қосымшалар үшін тамаша таңдау. Тар жолақты беріліс түйіннен түйінге секірместен, бірнеше шақырым қашықтықтағы деректерді алыс хабтарға бере алады. Бұл ұзақ қашықтыққа жіберу мүмкіндігі бірнеше қымбат базалық станцияларға немесе ретрансляторларға қажеттілікті азайтады. Меншікті қосалқы ГГц хаттамалары әзірлеушілерге желіні енгізуге қосымша шектеулер қоюы мүмкін стандартқа сәйкес келудің орнына сымсыз шешімдерді олардың қажеттіліктеріне қарай оңтайландыруға мүмкіндік береді. Көптеген қолданыстағы қосалқы ГГц желілері меншікті хаттамаларды қолданса, бұл сала баяу стандарттарға негізделген өзара әрекеттесетін жүйелерді қосады. Мысалы, IEEE 802.15.4g стандарты бүкіл әлемде танымал бола бастады және оны Wi-SUN және ZigBee сияқты түрлі салалық альянстар қабылдайды.

Кейбір қызықты жиіліктерге мыналар жатады: 88-108 МГц FM таратылымыNOAA Ауа райы РадиоАуа қозғалысын басқару 315 МГц кілтсіз кіру фобы (американдық автокөліктердің көпшілігі) 2м велосипедке қоңырау шалу (SSB: 144.200 МГц, FM: 146.52 МГц) 433 МГц ISM/IoT902-928 MHZ ISM/ IoT

Осы жиіліктерде радиобайланыстың әр түрлі түрлері үшін әр түрлі модуляция схемалары қолданылады. Негіздермен танысу үшін бірнеше минут бөліңіз.

3 -қадам: Бағдарламалық қамтамасыз етумен анықталған радио (SDR) қабылдағышы

Дәстүрлі радио компоненттері (мысалы, модуляторлар, демодуляторлар мен тюнерлер) аппараттық құрылғылар жиынтығының көмегімен жүзеге асады. Қазіргі заманғы есептеу және аналогты-цифрлық түрлендіргіштердің (ADCs) пайда болуы дәстүрлі аппараттық құралдарға негізделген бұл компоненттердің көпшілігін бағдарламалық қамтамасыз етуде қолдануға мүмкіндік береді. Демек, радио (SDR) бағдарламалық қамтамасыз ету термині. Компьютерлік SDR арзан, кең жолақты радио қабылдағыштарды енгізуге мүмкіндік береді.

RTL-SDR-бұл компьютерге негізделген радио қабылдағыш ретінде тірі радио сигналдарын қабылдауға болатын USB кілті. RTL-SDR технологиясымен тәжірибе жүргізу үшін Интернетте ақпараттың кең ауқымы бар, оның ішінде жылдам бастау нұсқаулығы бар.

4-қадам: RTL-SDR USB Dongle жабдықтары

RTL2832U-бұл USB 2.0 интерфейсін қолдайтын жоғары өнімді DVB-T COFDM демодуляторы. RTL2832U 6, 7 және 8 МГц өткізу қабілеттілігімен 2K немесе 8K режимін қолдайды. Модуляция параметрлері, мысалы, код жылдамдығы және күзет интервалы автоматты түрде анықталады. RTL2832U 28,8 МГц кристалды қолдайтын IF (Intermediate Frequency, 36,125 МГц), төмен IF (4,57 МГц) немесе Zero-IF шығысындағы тюнерлерді қолдайды және FM/DAB/DAB+ радио қолдауын қамтиды. Жетілдірілген ADC (аналогты-цифрлық түрлендіргіш) қондырылған RTL2832U портативті қабылдауда жоғары тұрақтылыққа ие. R820T2 сандық тюнері 24 - 1766 МГц диапазонында жұмыс істеуді қолдайды.

SDR кілтінде MCX қамшының антеннасы бар жұпқа MCX коаксиалды РЖ кірісі бар екенін ескеріңіз. Көптеген жалпы сигнал көздері мен антенналарда SMA коаксиалды қосқыштары қолданылатындықтан, MCX-SMA қосқышы пайдалы болуы мүмкін.

5 -қадам: SDR бағдарламасы - GNU радиосы

GNU Radio-бұл бағдарламалық қамтамасыз ету радиостанцияларын іске қосу үшін сигналдарды өңдеу блоктарын қамтамасыз ететін ақысыз және ашық бастапқы бағдарламалық қамтамасыз етуді құруға арналған құралдар жиынтығы. Оны бағдарламалық қамтамасыз етумен анықталатын радиоқабылдағыштарды жасау үшін қол жетімді сыртқы радиожиілік аппаратурасымен пайдалануға болады. GNU радиосы әуесқойлық, академиялық және коммерциялық ортада сымсыз байланысты зерттеуді де, нақты әлемдегі радио жүйелерін қолдау үшін кеңінен қолданылады.

GNU радиосының көптеген дәмі мен іске асырылуы бар. GQRX - бұл OSX және Linux пайдаланушылары үшін жақсы нұсқа.

6 -қадам: ұялы SDR

SDR Touch ұялы телефонды немесе планшетті қол жетімді және портативті бағдарламалық қамтамасыз етілген радио сканерге айналдыра алады. FM FM радиостанциялары, ауа райы туралы есептер, полиция, өрт сөндіру және төтенше жағдайлар станциялары, такси қозғалысы, ұшақтармен байланыс, аналогтық телехабарлардың аудиосы, HAM радио әуесқойлары, цифрлық хабарлар және тағы басқаларды тікелей эфирде тыңдаңыз.

SDR USB кілтін мобильді құрылғыға қосу үшін жолда (OTG) USB кабелі немесе адаптер қажет. Кілтті қосу үшін қосымша (қосалқы) қуат порты бар OTG кабелі қажет болуы мүмкін. Қосымша қуат порты қарамастан жақсы идея болуы мүмкін, себебі SDR Touch сияқты қолданба мобильді құрылғыларда батареяларды тез таусуға бейім.

7 -қадам: Микрофон таратқыштар жинағы

Бұл дәнекерлеу жинағы-үш транзисторлы жиілікті модуляциялаушы (FM) қарапайым дыбыстық таратқыш. Ол FM радиосы үшін бөлінген 80 МГц-108 МГц жиілік диапазонында жұмыс істейді. Таратқыштың жұмыс кернеуі 1,5В-9В құрайды және ол берілген қуатқа, антеннаның конфигурациясына, баптауға және қоршаған ортадағы электромагниттік факторларға байланысты 100 метрден асады.

Жинақтың құрамы:

• ПХД
• БІР 500КОм қайшыны кесетін ыдыс
• Екі NPN 9018 транзисторы
• ONE NPN 9014 транзисторы
• БІР 4.5 айналымды индуктор (4T5)
• ЕКІ 5,5 бұрылыс индукторы (5T5)
• ONE Electret микрофон
• ONE 1M резисторы (BrownBlackGreen)
• 22K екі резистор (RedRedOrange)
• FOUR 33ohm резисторлары (OrangeOrangeBlack)
• ҮШ 2.2K (2K2) резисторы (RedRedRed)
• ONE 33uF электролиттік қақпақ
• FOUR 30pF керамикалық конденсаторлар «30»
• Төрт 100nF керамикалық конденсаторлар «104»
• БІР 10nF керамикалық конденсатор «103»
• ЕКІ 680pF керамикалық конденсатор «681»
• ЕКІ 10pF керамикалық конденсатор «10»
• Антенна сымы
• 9В аккумуляторлық қысқыш
• Үстіңгі түйреуіштер (2 және 3 түйреуге дейін үзіліс)

Назар аударыңыз, үш транзистор, микрофон және бір электролиттік конденсатор ПХД жібек экранда көрсетілгендей бағытталуы керек. Индуктивті және керамикалық конденсаторлар поляризацияланбаған. Мәндер мен типтерді бір -бірімен алмастыруға болмайтынына қарамастан, олардың әрқайсысын екі бағытта да енгізуге болады.

Егер сіз дәнекерлеуге жаңадан қосылсаңыз: Интернетте дәнекерлеу туралы көптеген нұсқаулықтар мен бейнелер бар. Міне, бір мысал. Егер сізге қосымша көмек қажет деп ойласаңыз, сіздің аймағыңыздан жергілікті жасаушылар тобын немесе хакерлер кеңістігін табуға тырысыңыз. Сондай -ақ, әуесқой радио клубтар әрқашан электроника тәжірибесінің тамаша көзі болып табылады.

8 -қадам: Микрофон таратқыштар жиынтығының дизайны

Кіріс дыбыстық сигналын борттық электрлік микрофон жинай алады немесе басқа электр көзінен кіріс бағанының түйреуіштеріне бере алады. ПХД -ге қосылуға мүмкіндік беру үшін микрофон сымдарын басқа компоненттерден сыммен немесе кесілген сымдардың көмегімен ұзартуға болады. Микрофонның сыртқы корпусына қосылған микрофон сымы суретте көрсетілгендей теріс сым.

Q1 транзисторында жиілік модуляциясына тасымалдаушы осциллятордың жиілігі дыбыстық сигнал арқылы өзгертілгенде қол жеткізіледі. Триммер потенциометрі дыбыстық сигналдың кіріс әлсіреуін реттеу үшін қолданылуы мүмкін. Дыбыстық сигнал C2 арқылы Q1 транзисторының негізіне қосылады.

Q2 транзисторы (R7, R8, C4, C5, L1, C8 және C7 бірге) жоғары жиілікті осцилляторды қамтамасыз етеді. C8 - кері байланыс конденсаторы. C7-тұрақты токқа тосқауыл болатын конденсатор. C5 және L1 осциллятор үшін резонанстық резервуарды қамтамасыз етеді. C5 және/немесе L1 мәндерін өзгерту беру жиілігін өзгертеді. Алғашқы жиналғаннан кейін әдепкі тарату жиілігі шамамен 83 МГц болады. L1 катушкасының бұрылыстарын жайлап жайып жіберу L1 индукторының мәнін өзгертеді және сәйкесінше беріліс жиілігін өзгертеді. Жиілікті 88 МГц-108 МГц шамасында ұстау сигналды кез келген FM радиосы, соның ішінде SDR қабылдағышы арқылы алуға мүмкіндік береді.

Q3 транзисторы (R9, R10, L2, C10 және C1 бірге) жоғары жиілікті күшейткіш тізбегін құрайды. Модуляцияланған сигнал күшейту тізбегіне C6 конденсаторы арқылы қосылады. C10 және L2 күшейтетін баптау цистернасын құрайды. Максималды шығу қуаты C10 және L2 күшейту циклы C5 және L1 тасымалдаушы осциллятор циклімен бірдей жиілікке реттелгенде қол жеткізіледі.

Ақырында, C12 және L3 антеннаның бұрылуын қамтамасыз етеді, онда күшейтілген сигнал радио жиілікті электромагниттік толқындар ретінде беру үшін сымды антеннаға жіберіледі.

9 -қадам: жиілік модуляциясы (FM) қабылдағыштар жинағы

Бұл FM қабылдағыштар жинағы FM демодуляторы жоғары интеграцияланған HEX3653 чипіне негізделген.

Жинаққа мыналар кіреді:

• ПХД
• U1 HEX3653 чипі SMD 16pin
• Q1 SS8050 NPN транзисторы
• L1 индуктор 100uH
• Y1 32.768 кГц кристалл
• R1, R2, R3, R4 резисторлары 10КОм
• C1, C2 электролиттік конденсаторлар 100uF
• C3, C5 керамикалық конденсаторлар (104) 0.1uF
• C4 керамикалық конденсатор (33) 33pF
• D1, D2 1N4148 Диодтар
• Сары жарық диоды
• Дыбыстық телефон ұясы 3,5 мм
• Өткізгіші бар төрт істікшелі тақырып
• Бес сәттік түймелер
• Қос АА батарея ұстағышы

HEX3653 қабылдағыш микросхемасы FM-радиосына бөлінген 76 МГц-108 МГц жиілік диапазонында жұмыс істейді.

Жинаққа бес түйме кіреді:

• Жиілікті реттеу (SEEK +, SEEK-)
• Дыбыс деңгейін реттеу (VOL +, VOL-)
• Қуат (PW)

Схемада 1,8-3,6В жұмыс кернеуі бар, ол екі 1,5В ұяшықтармен оңай қамтамасыз етіледі.

10 -қадам: HEX3653 FM қабылдағыштар жиынтығының дизайны

Антенна кірісінің екі нұсқасы бар.

ПХД -дағы «А» төсеміне сым қосуға болады немесе құлаққап сымының экраны антенна бола алады.

Төрт істікшелі тақырып антенна қосқышы ретінде қызмет етеді (ASW деп белгіленген). ASW -ге қысқа тұтқаның орналасуы екі антенна кірісінің арасында таңдалады. 1 және 2 қысқыш түйреуіштер «A» сыртқы антеннасының сигналын HEX3653 микросхемасының төрт түйреуішіне бағыттайды. Немесе 2 және 3 қысқыш түйреуіштер құлаққап ұясының қалқаншасын HEX3653 микросхемасының төрт түйреуішіне бағыттайды.

HEX3653 чипінің төртінші түйіні - қабылдағыш чипіне радио жиілігі (РЖ) кірісі. Таңдалған RF сигналы алдымен L1 және C4 арқылы өтеді, олар сүзгі қызметін атқарады. Содан кейін шамадан тыс кіріс кернеуін шектеу үшін екі кескіш диод қолданылады.

Бес істікшелі тақырып (В белгісі) ресивер модулін басқа жүйеге біріктіруге мүмкіндік береді. Қуат көзіне кіруге арналған екі түйреуіш бар (+V, жерге) және үш дыбыс шығысына (оңға, солға, жерге).

11 -қадам: HEX3653 FM қабылдағыш жинағын жинау

Үш керамикалық конденсатор мен кристалл поляризацияланбаған және кез келген бағытта енгізілуі мүмкін. Олар бір -бірін алмастыра алмайды, бірақ олардың әрқайсысы өз бағытына қарай бұрылуы мүмкін. Барлық басқа компоненттер ПХД жібек экранда көрсетілген бағытқа сәйкес орнатылуы керек. Әдеттегідей, SMD чипінен бастаған жөн, содан кейін ПХД ортасынан шеттерге қарай жұмыс істейтін ең кіші/қысқа компоненттерге көшкен дұрыс. Тақырыптарды, дыбыс ұясын және батарея ұстағышын соңғы рет бекітіңіз.

12 -қадам: CCStick

CCStick-бұл Arduino ProMicro-мен біріктірілген Texas Instruments CC1101 қосалқы ГГц радио қабылдағыш модулі. Байланыс сілтемесінің екі соңғы нүктесі ретінде немесе басқа коммуникация конфигурациясында пайдалану үшін HackerBox #0034 -те екі CCStick жиынтығы бар.

Texas Instruments CC1101 (деректер кестесі)-өте төмен қуатты сымсыз қосымшаларға арналған, бағасы төмен ГГц-трансивер. Схема негізінен өнеркәсіптік, ғылыми және медициналық (ISM) және қысқа диапазонды құрылғылардың (SRD) 315, 433, 868 және 915 МГц жиілік диапазондарына арналған, бірақ оларды 300- жиіліктегі басқа жиіліктерде жұмыс істеу үшін оңай бағдарламалауға болады. 348 МГц, 387-464 МГц және 779-928 МГц жолақтары. РФ трансивері жоғары конфигурацияланған негізгі жолақты модеммен біріктірілген. Модем әртүрлі модуляция форматтарын қолдайды және 600 кбит / с дейін деректерді конфигурациялауға болады.

13 -қадам: Arduino ProMicro 3.3V 8 МГц

Arduino ProMicro USB интерфейсі бар ATmega32U4 микроконтроллеріне негізделген. Бұл сіздің компьютеріңіз бен Arduino микроконтроллері арасында делдал ретінде әрекет ететін FTDI, PL2303, CH340 немесе басқа чиптің жоқтығын білдіреді.

Біз алдымен түйреуіштерді орнына дәнекерлемей Pro Micro -ны сынауды ұсынамыз. Негізгі конфигурация мен тестілеуді тақырып түйреуіштерін пайдаланбай орындауға болады. Сондай -ақ, модульде дәнекерлеуді кешіктіру, егер сізде қандай да бір қиындықтар туындаса, отладтау үшін бір кем айнымалы мүмкіндік береді.

Егер компьютерде Arduino IDE орнатылмаған болса, arduino.cc IDE пішімін жүктеуден бастаңыз. ЕСКЕРТУ: Pro Micro бағдарламалау алдында құралдар> процессор астында 3.3В нұсқасын таңдауды ұмытпаңыз. 5В үшін бұл жиынтық бір рет жұмыс істейді, содан кейін төменде талқыланған нұсқаулықтағы «Жүктеушіге қалпына келтіру» нұсқауларын орындамайынша, құрылғы ешқашан компьютерге қосылмайтын болып көрінеді.

Sparkfun -да Pro Pro Micro Hookup үшін керемет нұсқаулық бар. Hookup нұсқаулығында Pro Micro тақтасының толық шолуы бар, содан кейін «Орнату: Windows» бөлімі және «Орнату: Mac & Linux» бөлімі бар. Arduino IDE -ді Pro Micro -ны қолдау үшін конфигурациялау үшін орнату нұсқауларының сәйкес нұсқасындағы нұсқауларды орындаңыз. Біз әдетте Arduino тақтасымен жұмыс істей бастаймыз стандартты Blink эскизін жүктеу және/немесе өзгерту арқылы. Алайда, Pro Micro 13 -ші істіктегі әдеттегі жарықдиодты қамтымайды. Бақытымызға орай, біз RX/TX светодиодтарын басқара аламыз, ал Sparkfun мұны көрсету үшін ұқыпты шағын эскиз ұсынды. Бұл Hookup нұсқаулығының «1 -мысал: жыпылықтау!» Деп аталатын бөлімінде. Бұл Blinkies -ті жинап, жүктей алатындығыңызды тексеріңіз! мысалды жалғастырудан бұрын.

14 -қадам: CCStick дизайны мен жұмысы

CC1101 модулі мен Arduino ProMicro CCStick ПХД жібек экраны жағына салынған. Басқаша айтқанда, екі кіші модуль ақ түсті бояуы бар қызыл түсті ПХД жағында орналасқан, ал түйреуіштер ақ бояуы жоқ жақтан шығып тұрады. Ақ бояу PCB жібек экраны деп аталады.

Қызыл ПХД іздері CC1101 модулі мен Arduino ProMicro -ны осылайша байланыстырады:

CC1101 Arduino ProMicro ------ ---------------- GND GND VCC VCC (3.3V) MOSI MOSI (16) MISO MISO (14) SCK SCLK (15) GD02 A0 (18) GD00 A1 (19) CSN A10 (10)

CC1101 үшін тез бастау - Elechouse кітапханасын пайдалану. Осы беттегі «кодты алу» сілтемесін басу арқылы кітапхананы жүктеңіз.

Arduino Libraries қалтасында CC1101 қалтасын жасаңыз. Осы қалтаға екі ELECHOUSE_CC1101 файлын (.cpp және.h) салыңыз. Сондай -ақ, осы қалтада мысалдар қалтасын жасаңыз және үш демо/мысал қалтасын орналастырыңыз.

ELECHOUSE_CC1101.h файлындағы түйреуіш анықтамаларын келесідей жаңартыңыз:

#SCK_PIN 15 анықтаңыз #MISO_PIN 14 анықтаңыз #MOSI_PIN 16 анықтаңыз #SS_PIN 10 анықтаңыз

Содан кейін CC1101_RX мысал файлын бір CCStick -ке және CC1101_TX мысал файлын екінші CCStick -ке орналастырыңыз.

CC1101 трансиверіне арналған басқа да қызықты ресурстар мен жобалар бар, мысалы:

TomXue Arduino CC1101 Arduino LibrarySmartRF StudioElectrodragon CC1101 ProjectCUL ProjectCCManager ProjectDIY nanoCUL Басқа CC1101 микроконтроллерін орнату

КІШІЛІКТЕРДІ ПАЙДАЛАНУ ТУРАЛЫ ЕСКЕРТПЕ:

Elechouse CC1101_RXinterruprt эскизінің үлгісін алу үшін CCStick PCB төменгі жағындағы Arduino ProMicro екі түйреуішін жалғаңыз. Бұл GDO0 қабылдағыш сигналын микроконтроллердің 7 түйреуішімен байланыстыратын 7 және 19 (A1) түйреуіштер, олар сыртқы үзу түйреуіштерінің бірі болып табылады. Әрі қарай, түйреуіштердің бірін жоғарыда талқыланған сызықтарды «#define GDO0 7 // және 19» етіп жаңартыңыз, себебі GDO0 қазір 19 -штырудан 7 -пинге дейін ауысады, содан кейін CC1101_RXinterruprt файлында attachInterrupt () және желіге қоңырау шалу функциясын табыңыз. бірінші параметрді (үзіліс нөмірі) «0» -ден «4» -ке өзгертіңіз. Бұл ProMicro -ның 7 -ші штыруы №4 үзіліспен байланысты болғандықтан жасалады.

15 -қадам: Планетаны бұзыңыз

Егер сіз осы нұсқаулықты ұнатқан болсаңыз және ай сайын сіздің пошта жәшігіңізге электронды және компьютерлік технологиялар жобаларының керемет қорабын алғыңыз келсе, HackerBoxes.com сайтына кіріп, ай сайынғы тосын жәшікті алу үшін жазылыңыз.

Қол жеткізіңіз және төмендегі түсініктемелерде немесе HackerBoxes Facebook бетіндегі табыстарыңызбен бөлісіңіз. Егер сізде қандай да бір сұрақтар туындаса немесе көмек қажет болса, бізге хабарлаңыз. HackerBox -тың мүшесі болғаныңыз үшін рахмет!